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27位清華學(xué)霸扛起中國(guó)芯片半壁江山，如今清華“芯片學(xué)院”成立啦！
2021年4月22日，清華大學(xué)集成電路學(xué)院正式成立，引發(fā)行業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注。據(jù)了解，集成電路學(xué)院將由原微電子與納電子學(xué)系與電子工程系共建，將發(fā)揮清華大學(xué)多學(xué)科優(yōu)勢(shì)，瞄準(zhǔn)集成電路“卡脖子”難題，聚焦集成電路學(xué)科前沿，打破學(xué)科壁壘，強(qiáng)化交叉融合，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，支撐我國(guó)集成電路事業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展。
作為我國(guó)集成電路人才培養(yǎng)的重要基地，清華為國(guó)家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)輸送了不少人才，而他們或創(chuàng)業(yè)或投資布局的27家知名芯片公司，占據(jù)了“中國(guó)芯”的半壁江山。
01
芯片清華系：創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域集中，
90%處于IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域
整體來看，我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)覆蓋了“設(shè)計(jì)—制造—封裝測(cè)試”各環(huán)節(jié)，但在制造、設(shè)備領(lǐng)域上實(shí)力較弱。清華系芯片廠商在產(chǎn)業(yè)鏈上的分布，亦是如此。
據(jù)新財(cái)富統(tǒng)計(jì)，較為知名的清華系芯片公司有27家，既包括紫光展銳、紫光國(guó)微、兆易創(chuàng)新、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、韋爾股份、卓勝微等國(guó)內(nèi)頭部公司，也有飛昂通訊、縱慧芯光、昆騰微電子、地平線機(jī)器人等初創(chuàng)公司，后者大多已完成C輪、D輪融資。
它們的創(chuàng)始人也呈現(xiàn)明顯的代際差異：朱一明、舒清明、虞仁榮、吳勝武、馮晨暉等上市公司創(chuàng)始人多就讀于清華大學(xué)電子系、物理系80-90級(jí)，而新一批的獨(dú)角獸創(chuàng)始人則多在上世紀(jì)90年代之后入學(xué)，如深鑒科技的三位創(chuàng)始人姚頌、汪玉、韓松同為師兄弟，分別來自清華電子系2011級(jí)、1998級(jí)、2008級(jí)。2018年，深鑒科技被賽靈思收購(gòu)，據(jù)悉收購(gòu)價(jià)在3億-4億美元之間。
清華各院系中，電子系順理成章成為芯片公司大?；?。在可統(tǒng)計(jì)的芯片公司創(chuàng)始人中，有多達(dá)22位畢業(yè)于該系，另有少部分來自物理系、自動(dòng)化系及精密儀器系。
這些清華系公司90%集中在上游的芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，除了盛美股份和聞泰科技外，其余25家公司全部處于IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域，且“術(shù)業(yè)有專攻”，分別從事5G基帶芯片（紫光展銳）、存儲(chǔ)芯片（長(zhǎng)江存儲(chǔ)、兆易創(chuàng)新）、CMOS圖像芯片（韋爾股份、格科微）、無線通訊射頻芯片（博通集成、慧智微電子）、AI芯片（地平線機(jī)器人、燧原科技）等設(shè)計(jì)（表1）。
02
清華系，誰最牛？
在垂直細(xì)分領(lǐng)域，不少清華系芯片公司已經(jīng)是國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的龍頭。
● 紫光展銳：在5G和AI領(lǐng)域積淀頗深
紫光展銳是紫光系重要的芯片平臺(tái)，在5G和AI領(lǐng)域有著深厚積淀，其產(chǎn)品主要有5G基帶芯片、大型SoC 芯片（將CPU、GPU、調(diào)制解調(diào)器等芯片集成在一起的系統(tǒng)級(jí)芯片）、泛連接芯片（包括射頻、藍(lán)牙、物聯(lián)網(wǎng)等泛連接芯片）。
紫光展銳由展訊和銳迪科合并而成。2000年，清華77級(jí)校友陳大同回國(guó)創(chuàng)立了手機(jī)芯片設(shè)計(jì)公司展訊通信（簡(jiǎn)稱“展訊”），2007年展訊登陸納斯納克。2013年，紫光集團(tuán)斥資17.8億美元收購(gòu)展訊。2014年，紫光集團(tuán)又斥資9.1億美元收購(gòu)銳迪科。銳迪科是物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)公司，2004年成立于上海，2011年在納斯達(dá)克上市。2018年，在趙偉國(guó)的操盤下，展訊和銳迪科合并成紫光展銳，打通了移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)兩大領(lǐng)域的核心芯片。
此后，曾學(xué)忠（物理系92級(jí)，后創(chuàng)立匯芯通信）、刁石京（曾任工信部電子信息司司長(zhǎng)）等多個(gè)清華學(xué)子都曾任紫光展銳CEO。在5G方面，2018年9月，紫光展銳發(fā)布了“春藤”（5G基帶芯片）、“虎賁”（5G SoC處理器）兩大品牌，加速向中高端產(chǎn)品線布局。
根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的2018年中國(guó)集成電路IC設(shè)計(jì)TOP10榜單，紫光展銳位列第二，僅次于華為海思。不過在2019年的榜單中，紫光展銳已下滑至第五名。
值得一提的是，紫光展銳擁有2G到5G的完整手機(jī)芯片技術(shù)，與華為海思同是國(guó)內(nèi)僅有的兩家手機(jī)芯片平臺(tái)公司之一。由于華為海思的手機(jī)芯片不對(duì)外銷售，紫光展銳是國(guó)內(nèi)唯一一家第三方手機(jī)芯片供應(yīng)商。近年，國(guó)產(chǎn)手機(jī)出貨量下滑，紫光展銳的業(yè)績(jī)受到影響，但其仍然具有較高的戰(zhàn)略價(jià)值。目前，紫光展銳正在謀劃登陸科創(chuàng)板。
● 紫光國(guó)微：聚焦安全芯片，直供軍工份額較大
同屬紫光系的紫光國(guó)微，是安全芯片的主要提供者，產(chǎn)品覆蓋航空、航天、地面裝備、船舶等領(lǐng)域，直供軍工的份額比較大。其旗下主要業(yè)務(wù)平臺(tái)有三塊：深圳國(guó)微電子、同芯微、紫光同創(chuàng)。
其核心子公司深圳國(guó)微電子主營(yíng)特種集成電路，是紫光國(guó)微最大的利潤(rùn)來源。2019年，紫光國(guó)微營(yíng)收同比增長(zhǎng)39.54%至34.4億元，歸母凈利潤(rùn)同比增長(zhǎng)16.61%至4.06億元，而國(guó)微電子凈利潤(rùn)5.06億元（占比達(dá)124.66%），甚至超出了紫光國(guó)微整體凈利潤(rùn)。
另一子公司同芯微主營(yíng)智能安全芯片，受下游需求驅(qū)動(dòng)，其營(yíng)收由2012年的3.32億元增至2019年的12.12億元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到20.31%。但是，由于產(chǎn)品多處于中低端領(lǐng)域，門檻較低，競(jìng)爭(zhēng)激烈，其盈利能力有所下滑。
紫光國(guó)微持股36.5%的紫光同創(chuàng)，則是國(guó)內(nèi)FPGA芯片（基于可編程器件PAL、GAL發(fā)展而來，是半定制化、可編程的集成電路）領(lǐng)軍企業(yè)。FPGA芯片編譯難度較大，市場(chǎng)份額基本被賽靈思和英特爾壟斷，二者占全球份額分別為51.1%和35.8%，國(guó)內(nèi)份額分別為48%和33%。中國(guó)本土廠商在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率僅為3%，仍處于起步階段，不過近年在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化上均實(shí)現(xiàn)突破，比如，2015年，紫光同創(chuàng)推出了中國(guó)第一款完全自主產(chǎn)權(quán)的千萬門級(jí)高性能FPGA產(chǎn)品“Titan”系列芯片；2018年，紫光同創(chuàng)的PGT180H芯片通過中興通訊和新華三集團(tuán)測(cè)試，首次實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)FPGA芯片在通信市場(chǎng)的量產(chǎn)應(yīng)用。
2021年1月，紫光國(guó)微公告稱，擬發(fā)行可轉(zhuǎn)債，募資不超過15億元，用于“新型高端安全系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”、“車載控制器芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”及補(bǔ)充流動(dòng)資金，目前，該事項(xiàng)已獲得財(cái)政部批復(fù)及證監(jiān)會(huì)受理。
● 兆易創(chuàng)新：深耕存儲(chǔ)器市場(chǎng)，攜手長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)推進(jìn)自研DRAM
成立于2005年的兆易創(chuàng)新，是國(guó)內(nèi)的存儲(chǔ)芯片龍頭，主要業(yè)務(wù)為閃存芯片及其衍生產(chǎn)品、微控制器產(chǎn)品和傳感器模塊等，主要應(yīng)用于消費(fèi)市場(chǎng)，目前正進(jìn)入工控、汽車電子等高端市場(chǎng)。2019年，存儲(chǔ)芯片業(yè)務(wù)收入占兆易創(chuàng)新總營(yíng)收的比例達(dá)到79.79%。
在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外企業(yè)差距較大，中國(guó)內(nèi)地企業(yè)的全球市占率僅有1%。
存儲(chǔ)芯片可簡(jiǎn)單分為閃存和內(nèi)存，內(nèi)存主要為DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），閃存則主要包括NAND閃存和 NOR閃存（代碼型閃存芯片），按市場(chǎng)規(guī)模排序依次為DRAM、NAND閃存、NOR閃存。
目前，兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品線包含了NOR閃存、NAND閃存、MCU、DRAM產(chǎn)品。在NOR閃存這個(gè)盤子約為三四十億美元的小市場(chǎng)中，兆易創(chuàng)新是世界主要參與廠家之一，其他主流供貨廠家為中國(guó)臺(tái)灣旺宏、美國(guó)Cypress、美國(guó)美光、中國(guó)臺(tái)灣華邦。
DRAM這個(gè)最重要的半導(dǎo)體細(xì)分市場(chǎng)，是兆易創(chuàng)新的攻堅(jiān)重點(diǎn)。2019年，其與合肥產(chǎn)投、合肥長(zhǎng)鑫集成電路（簡(jiǎn)稱“合肥長(zhǎng)鑫”）簽署合作協(xié)議，約定以可轉(zhuǎn)債方式對(duì)工藝制程19nm的12英寸晶圓存儲(chǔ)器研發(fā)項(xiàng)目投資3億元。兆易創(chuàng)新主要負(fù)責(zé)研發(fā)和代銷環(huán)節(jié)，兆易創(chuàng)新在自研產(chǎn)品成功之后，將交由長(zhǎng)鑫12英寸存儲(chǔ)器晶圓制造基地（簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)”）代工生產(chǎn)，這樣既能切入廣闊的DRAM市場(chǎng)，又免于承擔(dān)巨額資本支出壓力。此外，兆易創(chuàng)新還已基本建立DRAM的代銷體系。
目前，中國(guó)主要的DRAM制造廠商為福建晉華、合肥長(zhǎng)鑫、紫光南京，但紫光南京的量產(chǎn)環(huán)節(jié)主要仍在臺(tái)灣力晶進(jìn)行，僅福建晉華與合肥長(zhǎng)鑫為大陸自產(chǎn)。
長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)的DRAM內(nèi)存技術(shù)主要來源于已經(jīng)破產(chǎn)的德國(guó)奇夢(mèng)達(dá)，奇夢(mèng)達(dá)是英飛凌半導(dǎo)體剝離出來的DRAM 芯片公司。長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)隸屬于合肥DRAM506項(xiàng)目，該項(xiàng)目為安徽省和合肥市重點(diǎn)工程，也是安徽省單體投資規(guī)模最大的工業(yè)項(xiàng)目，將建成國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的首個(gè)自主研發(fā)的DRAM制造基地；股東是合肥產(chǎn)投（出資99.75%）和合肥產(chǎn)投新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展公司（出資0.25%）。目前，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)月產(chǎn)能已達(dá)4萬片/月，徹底打破了國(guó)外企業(yè)壟斷。
● 長(zhǎng)江存儲(chǔ)：128層堆疊NAND閃存芯片，達(dá)到世界領(lǐng)先水平
長(zhǎng)江存儲(chǔ)的模式和長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)類似，都由清華系公司牽手地方政府及國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡(jiǎn)稱“大基金”）聯(lián)合成立，但二者主攻方向不同。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)是由紫光集團(tuán)與武漢新芯合作成立的國(guó)家存儲(chǔ)芯片基地項(xiàng)目，專注于12寸3D NAND閃存的研發(fā)與制造。根據(jù)DRAM Exchange數(shù)據(jù)，NAND閃存市場(chǎng)的主要玩家有三星、東芝、閃迪、美光、海力士和英特爾，其中，三星市占率約為36%。
背靠紫光的長(zhǎng)江存儲(chǔ)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大。2018年5月，工信部電子信息司前司長(zhǎng)刁石京入職紫光集團(tuán)，出任聯(lián)席總裁，主管包括長(zhǎng)江存儲(chǔ)在內(nèi)的芯片業(yè)務(wù)。在此之前，電子信息司前副司長(zhǎng)彭紅兵已經(jīng)出任大基金副總裁兼長(zhǎng)江存儲(chǔ)監(jiān)事會(huì)主席。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)首期投入超過240億美元。2018年起，其不斷取得技術(shù)突破，從最開始的32層堆疊的NAND閃存，向64層、128層技術(shù)躍進(jìn)，而目前128層堆疊的NAND閃存已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨，良品率也高達(dá)75%。
此外，長(zhǎng)江存儲(chǔ)還計(jì)劃在2021年實(shí)現(xiàn)192層3D NAND閃存的試產(chǎn)。閃存芯片巨頭美光、SK海力士最先進(jìn)的水準(zhǔn)就是192層堆疊的NAND閃存，這意味著長(zhǎng)江存儲(chǔ)已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
而且，長(zhǎng)江存儲(chǔ)計(jì)劃到2021年下半年將存儲(chǔ)芯片的月產(chǎn)量提高一倍，至10萬片晶圓，約占全球總產(chǎn)量的7%。據(jù)悉，三星電子目前每月約生產(chǎn)48萬片晶圓，而美光的月產(chǎn)能約為18萬片。這將進(jìn)一步降低中國(guó)內(nèi)存芯片的進(jìn)口依賴度。
● 韋爾股份、格科微：國(guó)內(nèi)CMOS 龍頭
在國(guó)內(nèi)CMOS（圖像傳感器）領(lǐng)域，清華系公司位居龍頭地位，這要?dú)w因于第一代清華系半導(dǎo)體公司豪威科技（Omnivision）的“人才孵化”作用。韋爾股份與格科微就是受益者。
2018年，虞仁榮旗下的韋爾股份從校友陳大同手中，接盤了私有化后的豪威科技。2019年，韋爾股份又完成了對(duì)中低端CMOS公司——思比科、視信源的收購(gòu)，從而掌握了CMOS領(lǐng)域的高中低端技術(shù)，一躍成為國(guó)內(nèi)龍頭。完成收購(gòu)后，韋爾股份業(yè)績(jī)大爆發(fā)，2019年?duì)I收同比增長(zhǎng)41%至136億元，歸母凈利潤(rùn)為4.66億元，同比增長(zhǎng)221%。
除了豪威科技，國(guó)內(nèi)第二大CMOS芯片廠商格科微目前正在沖刺科創(chuàng)板，其創(chuàng)始人趙立新同樣來自清華，與虞仁榮、馮晨暉、趙立東等同是電子系85級(jí)畢業(yè)。
不過，格科微發(fā)軔于低端市場(chǎng)。2003年9月，在海外工作了8年的趙立新回國(guó)，創(chuàng)建格科微，從電腦攝像頭起步。2008年推出成本低于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手20%的新產(chǎn)品后，格科微在國(guó)內(nèi)手機(jī)圖像傳感器市場(chǎng)的份額從第三變成第一，成為全球低端圖像傳感器最大的供應(yīng)商。值得一提的是，聞泰科技創(chuàng)始人張學(xué)政通過聞天下公司，持有格科微0.79%的股權(quán)。
曾擔(dān)任豪威科技COO的何新平（電子系80級(jí)），創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域同樣選擇了CMOS。2011年，在豪威科技任職15年的何新平創(chuàng)立了晶相光。晶相光是CMOS領(lǐng)域少數(shù)專攻安防監(jiān)控市場(chǎng)的公司，其還強(qiáng)攻生物芯片，成功開發(fā)了基因定序芯片，2018年在中國(guó)臺(tái)灣掛牌上市。
● 卓勝微：深耕射頻前端芯片
同樣來自清華電子系85級(jí)的馮晨暉，于2006年成立了卓勝微。
卓勝微初始業(yè)務(wù)為數(shù)字電視、移動(dòng)電視芯片，2010年后，以LNA（射頻低噪聲放大器）以及射頻開關(guān)為切入點(diǎn)，開始轉(zhuǎn)型射頻前端芯片的研發(fā)和銷售，2012年后形成完善的布局，陸續(xù)推出了包括GPS LNA、WiFi開關(guān)、天線調(diào)頻開關(guān)tuner、射頻通信LNA等產(chǎn)品，逐漸打入三星、小米、OPPO、vivo、華為等主要安卓品牌廠商的供應(yīng)鏈，成為國(guó)內(nèi)最大的射頻前端供應(yīng)商、全球排名第五的射頻開關(guān)企業(yè)。
射頻開關(guān)是卓勝微傳統(tǒng)核心業(yè)務(wù)，2020年上半年，其相關(guān)業(yè)務(wù)收入為8.53億元，同比增長(zhǎng)93.04%，占總營(yíng)收的85%，并成功實(shí)現(xiàn)安卓一線終端品牌全覆蓋。
卓勝微的競(jìng)爭(zhēng)力在于，其技術(shù)革新允許不同系列的射頻開關(guān)在生產(chǎn)過程中共用底層模具，從而大幅縮短備貨周期，降低了研發(fā)成本。
射頻模組的研發(fā)難點(diǎn)在于同時(shí)支持4G/5G的全頻段高復(fù)雜度模組，而高復(fù)雜度模組核心在于高性能濾波器及多工器的設(shè)計(jì)能力。2020年10月，卓勝微擬定增30億元布局濾波器及雙工器模組研發(fā)，其中，濾波器項(xiàng)目總投資金額達(dá)到22.74億元，接近其上市募集資金的3倍。
射頻前端的本土替代是黃金機(jī)遇，國(guó)產(chǎn)廠商需要的不是賽道創(chuàng)新，而是技術(shù)攻關(guān)，通過自主研發(fā)高性能濾波技術(shù)和PA設(shè)計(jì)工藝，實(shí)現(xiàn)4G/5G射頻芯片的產(chǎn)品化、小型化、模組化。即使對(duì)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程充滿信心，但國(guó)際半導(dǎo)體龍頭的資本開支動(dòng)輒百億美元起，國(guó)產(chǎn)廠商的體量與投入規(guī)模尚難以與之相比，國(guó)產(chǎn)替代道路上險(xiǎn)阻重重。
● 飛昂通訊、燧原科技：新秀崛起
清華系芯片初創(chuàng)公司——飛昂通訊值得期待，其有望填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高端光纖芯片市場(chǎng)空白。2014年，畢業(yè)于清華電子系的毛蔚、白昀夫婦回國(guó)創(chuàng)辦了飛昂通訊，專注于光纖和有線通訊領(lǐng)域集成電路的研發(fā)。2017年，飛昂通訊成為國(guó)內(nèi)首家量產(chǎn)25G/100G高速光互連收發(fā)芯片的企業(yè)，打破了高端光通信芯片被國(guó)外廠商壟斷的局面。
另一個(gè)崛起的清華系芯片公司，則是做AI芯片的燧原科技。其創(chuàng)始人趙立東（電子系85級(jí)）曾任職于AMD中國(guó)，后赴銳迪科任總裁，2018年3月創(chuàng)立燧原科技。燧原科技創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)主要來自AMD，其推出了中國(guó)首枚自主研發(fā)的人工智能高端訓(xùn)練芯片。
燧原科技在芯片圈被人熟知的是：創(chuàng)紀(jì)錄地用18個(gè)月，將技術(shù)門檻最高的AI訓(xùn)練芯片“邃思”一次性流片成功，并于2019年12月對(duì)外發(fā)布基于“邃思”的云端訓(xùn)練加速卡“云燧T10”，直接PK在這一領(lǐng)域處于壟斷地位的英偉達(dá)Tesla V100。
2021年1月15日，燧原科技宣布完成C輪18億元融資。這距其上一輪7億元融資僅僅間隔了不到8個(gè)月。值得一提的是，成立不到3年，燧原科技累計(jì)融資超過31億元。而每一輪投資機(jī)構(gòu)中，都有騰訊。
整體來看，清華系芯片公司給國(guó)產(chǎn)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)貢獻(xiàn)了十足的力量。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020年在中國(guó)IC設(shè)計(jì)前十強(qiáng)中，清華系公司占據(jù)了足足4席，分別是韋爾股份（第2名）、紫光展銳（第4名）、格科微（第6名）、兆易創(chuàng)新（第7名）、比特微（第8名）、紫光國(guó)微（第10名）（下表）。
資料來源：新財(cái)富、芯謀研究
來源：2021-04-25 科創(chuàng)之道 微信號(hào)：FinanceDL/新財(cái)富、芯謀研究
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